边缘计算将成为智能制造的关键

pjtime资讯组 2018-02-07

    如今,很多企业已经对“数字化转型”和“智能制造”这两个术语耳熟能详,而从事制造业工作的人们都会意识到即将到来的基本转变,这将改变其行业的运作方式。

    制造行业的很多人正在关注预测性维护、人工智能,以及机器人技术等一些令人兴奋的新技术。例如,而另外一些人则担心机器人会取代工作人员的工作岗位,从而导致大量失业。但是很少有人去展望更大的愿景,并询问这些技术如何与员工一起以一种有意义的方式协同工作,以提高整个企业的效率和生产力。

    那些认识到这一潜力的企业正在接受工业物联网(IIoT)的概念,并对其技术要求进行了更新,以确保他们准备向智能制造业转型。

    除了在技术上的考虑之外,企业的信息技术(IT)管理人员和运营技术(OT)管理人需要确保长期的质量、可靠性和解决方案的生命周期,以适用于广泛的恶劣环境或工业用例。

    20世纪80年代和90年代以来,制造业年度生产率的增长越来越少。幸运的是,而这种情况将随着工业物联网(IIoT)的到来而改变,而由云计算驱动的新技术的出现将推动工厂生产和整个供应链的效率提高。通过从众多传感器获取数据,可以在短时间内收集大量数据。

    但智能制造不仅仅是通过网络连接设备收集大量的数据集。智能制造的核心是有效利用这些数据来改进和自动做出决策、预测和实时行动以优化工业产出。这需要巨大的处理能力,因此,智能制造不仅会增加对长期分析需求不断增长的云计算的需求,而且会增加边缘计算的更多处理和存储能力。

    什么是边缘计算?

    虽然边缘并不是一个新的计算概念,近年来它已经成为在智能制造领域中加快数字化转型扮演关键角色的最便捷的解决方案。边缘计算有助于制造商将由机器生成的大量数据集转化为具有洞察力和可操作性的数据。它通过利用连接到网络的资源(如温度传感器、报警器或电机驱动器)来实现。这使得大数据分析能够在数据源中进行。

    “边缘”是指距离数据源最近的计算基础设施,例如机器人手臂和自动化重型机械。这些被认为是在“边缘”,因为它们往往离计算基础设施的中心最远,而这在云端是可用的。

    一个典型的智能工厂部署由高度异构的设备组成,包括基础设备、传统IT系统共存的新硬件和软件。

    工业物联网网关是连接这些设备并将其带到互联网协议(IP)域进行进一步边缘处理或回传到云端的一种方式。

    工业物联网需要能够支持标准的以太网、控制局域网的其他工业协议,还可以支持许多无线协议,如蜂窝,WiFi或低功耗广域网(LPWAN),如蓝牙,Zigbee或LoRa。

    工业网关的设计始终处于开启状态,并且坚固耐用,能够承受智能制造工厂车间中可能遇到的恶劣环境。由于这些网关可能将工厂的内部基础设施连接到外部世界,因此它们必须能够支持高度的网络安全特性。

    网关在汇聚数据流功能方面曾经有过一些限制,但这种情况已经不复存在。随着更多的智能设备从云端转移到边缘,工业物联网网关的作用将变得越来越重要,它不仅是一个网关,而且是一个边缘服务器集成解决方案。

    因此,IT和OT管理人员可以在部署中选择独立的边缘网关和服务器,或者在某些情况下选择带有集成服务器功能的高端物联网网关。

    这些将提供复杂的功能,例如:

    互操作性:物联网网关可以提供必要的协议转换,以便将工厂内的不能相互通信的设备之间建立通信方式。

    卸载计算任务:边缘服务器或更高端的物联网网关可以通过缓存/存储信息和充当可以远程访问的私有云来卸载来自智能设备的计算任务。

    服务质量:物联网网关可以最大限度地提高带宽效率,同时最大限度地减少端点瓶颈。

    安全性:物联网网关可以实施比在每个终端实施更复杂的安全解决方案,为整个工厂网络创建一个良好的防御和深入的策略。

    本地存储:边缘存储只需将相关数据发送到云端,有助于节省传输成本。例如,将数据量较大的高频捕获的数据发送到云端进行分析并不理想。相反,将网关作为计算节点来捕获数据并在本地进行分析决策会更高效。

    这样,只有汇总的数据才会发送到云端。此外,在连续性要求不高的环境中,可以在本地收集和保存数据,以确保最终捕获所有数据。

    为什么选择存储产品很重要

    对于智能制造部署中的工业物联网网关和边缘服务器,存储产品的选择扮演着更重要的角色。从事边缘计算部署的IT和OT决策者需要考虑全面评估其硬件组件和软件,以确定是否过时,以及如何确保设备在工厂使用寿命期间的性能和可靠性,以确保最低的TCO。

    例如,每18到24个月服务器的CPU就会更新一代,而这在智能制造环境中并不理想,因为规划和执行时间可能比传统的主流组件可用时间更长。

    智能制造IT部署需要一些业内最强大的解决方案。边缘服务器通常采用高端x86处理器,需要满足网络设备构建系统(NEBS)冲击和振动要求,以及符合-40℃至55℃或更高的温度等级。

    同时,物联网网关需要通过蜂窝、Wi-Fi、铜缆、光纤的高速连接,并且需要承受恶劣的环境条件。IT和OT的决策者将需要确定真正了解边缘服务器和工业物联网网关的独特要求的供应商。

    独立的工业物联网网关和边缘服务器以及整合的物联网网关都将成为智能制造部署的关键要素。

    企业需要选择正确的存储解决方案,为应用提供量身定制的可靠性、质量、扩展的温度范围、数据丢失保护、安全性、性能和使用寿命等将成为企业成功的关键,而不仅仅是提供快速的投资回报率,还要通过提高效率获得竞争优势。

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